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發(fā)布時間:2022-01-20 01:28:43中山靠譜MPP片材廠家
國內(nèi)聚丙烯行業(yè)正在被民營企業(yè)加速沖擊,有如洪水浅妆。中石化聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能27%望迎,中石油聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能14%,東華能源凌外、中景石化辩尊、寶豐能源、紹興三圓康辑、巨正源等民營企業(yè)強勢來攻摄欲。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂,薄壁注塑料緊隨其后疮薇,熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住胸墙。石化熱成型T5015開發(fā)出系列化產(chǎn)品,T5015M成功銷往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團惦辛,成為天津石化創(chuàng)效利器劳秋。T5015M產(chǎn)品在透明度、加工成型胖齐、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越玻淑,可廣泛應(yīng)用于透明餐盒、沙拉碗呀伙、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)补履。下一步,全力進入當(dāng)前高速發(fā)展的外賣包裝剿另、速食包裝加工應(yīng)用領(lǐng)域箫锤,不斷擴大中高端材料市場份額。中原石化開發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N雨女,這是繼PPR-MT75引領(lǐng)奶茶杯市場“健康美麗新風(fēng)尚”營銷案例入選2020中國石化十大優(yōu)品牌營銷案例之后谚攒,公司進一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列,滿足用戶個性化需求的又一創(chuàng)新氛堕。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤馏臭,在外賣包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加,正成為“新貴”讼稚。東華能源王紅英博士將在“2020中國聚烯烴大會”演講報告:《熱成型專用聚丙烯樹脂的開發(fā)應(yīng)用》近年來括儒,隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展,熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯锐想、汽車部件帮寻、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多[3]赠摇。筆者介紹熱成型基本原理及特點固逗、國內(nèi)熱成型包裝市場概況浅蚪、熱成型食品包裝用PP 概況以及PP 在熱成型包裝尤其食品包裝方面的應(yīng)用情況。PP熱成型包裝應(yīng)用聚丙烯微孔發(fā)泡1.1 杯子杯類主要為一次性杯子抒蚜,如奶茶杯掘鄙、冷飲杯、快餐杯等嗡髓,主要用于快餐店、奶茶店收津、果凍制品廠等饿这。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主,部分冷飲采用PET 材質(zhì)撞秋。杯子主要以透明材質(zhì)為主长捧,季節(jié)性較強,主要用PP原料生產(chǎn)吻贿。.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品串结。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進行消毒舅列。這都對樹脂原料提出了更高要求肌割。PET,PS 不耐高溫帐要。PP 耐熱性能較好把敞,價格低廉,易得榨惠,所以成為原料奋早。但一般PP 無法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形,且市場上無針對熱成型的專用料赠橙,客戶采用T30S 添加助劑改性耽装,仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定、制品成難等問題期揪。天津分公司研究院開發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030掉奄,具有耐熱溫度高,成型方便横侦,適用于正負壓吸塑成型的加工方式挥萌。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋、餐盒蓋枉侧、杯蓋等引瀑,主要用于快餐店、奶茶店榨馁、蛋糕店等.蓋子以透明為主憨栽,PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干、薯片屑柔、花生屡萤、餃子、湯圓的包裝掸宛,外面還會有一層包裝死陆,主要使用于速食品廠。目前國內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主唧瘾,另外還有乳白色等措译。一般餃子、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右饰序,PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)领虹,常溫下使用的零食托盤以PET,PS 和PP 為主求豫,廠家根據(jù)喜好及價格選擇塌衰。目前未發(fā)現(xiàn)可替代熱成型托盤在食品內(nèi)襯領(lǐng)域應(yīng)用的替代品。綜上可見蝠嘉,PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來越普遍最疆,樹脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求,如加工性能是晨、力學(xué)性能肚菠、光學(xué)性能等,同時加工設(shè)備的改進提升罩缴,也會對樹脂性能提出更高的要求蚊逢,二者相互促進,可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品箫章。熱成型食品包裝用PP特點及發(fā)展熱成型技術(shù)已成為PP 繼注射烙荷、擠出、吹塑之后檬寂,又一重要的加工方式终抽,世界主要PP 生產(chǎn)廠商針對這一市場提供了多個商業(yè)化的PP 牌號。表2 列出世界主要PP 生產(chǎn)商部分商業(yè)化PP 熱成型專用料牌號桶至。國外熱成型專用料多為均聚物昼伴,透明無規(guī)共聚物較少,且部分牌號進口周期長镣屹,國內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進口料圃郊。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主,隨成型機工藝的進步[21]女蜈,片材寬度日益提高持舆,寬可達1 000 mm 以上色瘩,因此對片材的抗熔垂能力提出更高要求。下游制品行業(yè)內(nèi)解決方法為普通PP 添加一定比例的高密度聚乙烯(PE–HD)[22] 以提高片材耐熔垂性能逸寓,但此方式將帶來混料不均居兆、制品透明性受限等問題。國內(nèi)熱成型行業(yè)對具有高性能竹伸、超高透明度的PP 原料需求日益迫切泥栖。
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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展,制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代佩伤,越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件聊倔。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史,目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計和制造水平高低的一個重要標(biāo)志生巡,塑料飾件的大量應(yīng)用,促進了汽車的減重節(jié)能见妒,提高了汽車的美觀舒適度孤荣。PP以密度小、性價比高须揣、具有優(yōu)異的s耐熱性能盐股、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性耻卡、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用疯汁。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長卵酪、投資巨大幌蚊、技術(shù)要求高,且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)溃卡,所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛溢豆、更有效、更經(jīng)濟瘸羡、更實用的改性漩仙。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體,制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔犹赖。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限队他,在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上,可以明顯減輕重量和成型的周期峻村,大大降低機臺的鎖模力麸折,并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小、平直度高雀哨,沒有縮水磕谅,尺寸穩(wěn)定私爷,成型視窗大等特點,特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨具優(yōu)勢膊夹,成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個重要方向衬浑。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。隨著汽車輕量化的發(fā)展放刨,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑工秩,目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%进统,卡車助币、工程機械車占20% ,客車螟碎、商務(wù)車占35% 眉菱。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想掉分,僅適合于需要表面覆皮的高端車俭缓,不僅增加了制造成本,也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用酥郭;而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體华坦,化學(xué)發(fā)泡劑為氣源,通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)不从,注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下惜姐,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡,且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 椿息,但目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80~350μm 歹袁。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等撵颊,注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件宇攻,如車身門板、尾門倡勇、風(fēng)道等逞刷;擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等妻熊;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等夸浅。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%~20% ,較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重扔役,注射壓力降低約30%~50% 帆喇,鎖模力降低約20% ,循環(huán)周期減少10%~15%亿胸,同時還能提高汽車的節(jié)能性坯钦,較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能预皇,并且能改善制品的翹曲變形性,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活婉刀。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能吟温,作為汽車車頂,可降低汽車的質(zhì)量突颊,同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件鲁豪,有利于汽車的輕量化。福特微發(fā)泡發(fā)動機罩:采用MuCell微發(fā)泡注塑成型技術(shù)在零件成型過程中充入氣泡律秃,形成極為細微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)爬橡,既節(jié)約了塑材,又減輕了重量棒动,而且不會影響零件的任何性能糙申。目前已應(yīng)用車型有:C-MAX、Grand C-MAX船惨、S-MAX郭宝、蒙迪歐和Galaxy等。綜上所述掷漱,聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但需要注意:1. 微發(fā)泡是經(jīng)全球各行業(yè)不同產(chǎn)品所驗證的技術(shù)榄檬、有廣范的市場卜范、但在中國應(yīng)用尚新。2. 微發(fā)泡能提供更高品質(zhì) (減少變形,提升平面度,圓度和尺寸的穩(wěn)定性,沒有縮水印) 和更低成本 (重量,成型周期和成型噸位減少鹿榜、更省料的產(chǎn)品設(shè)計)海雪。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機——高端應(yīng)用和節(jié)省成本。4. 并不是所有的制品都適合用微發(fā)泡技術(shù),需要配合尋找合適的制品舱殿。
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核心技術(shù)優(yōu)勢:1奥裸、技術(shù)創(chuàng)新:·成套設(shè)備:自主研發(fā)的超臨界CO2微孔發(fā)泡成套裝備,將化學(xué)工程的技術(shù)手段應(yīng)用于聚合物加工沪袭⊥逯妫·適用性好:工藝適用于多種聚合物材料的微孔發(fā)泡(PP、PA冈绊、TPU侠鳄、TPAE、PVDF…)死宣∥岸瘢·控制確:通過宏觀工藝參數(shù)(溫度、壓力)的確控制毅该,實現(xiàn)了對泡孔結(jié)構(gòu)的確控制博秫。2潦牛、性能優(yōu)勢:·多類別:從彈性體到工程塑料的多種聚合物輕量化材料產(chǎn)品 〉灿·高性能:充分發(fā)揮多孔結(jié)構(gòu)作用能并配合材料的功能化改性巴碗,實現(xiàn)材料的高性能化 【仓眩·輕量化:低密度(min) 30kg/m3 良价。重環(huán)保:純物理發(fā)泡,制程清潔環(huán)保蒿叠,產(chǎn)品安全無毒明垢。聚丙烯微孔發(fā)泡已實現(xiàn)量產(chǎn)的產(chǎn)品種類:1、M-PP:聚丙烯微孔發(fā)泡板材2市咽、M-PVDF:聚偏氟乙烯微孔發(fā)泡板材3痊银、M-PA12:尼龍12微孔發(fā)泡板材4、M-TPU:熱塑性聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡板材5施绎、M-TPEE:熱塑性聚酯彈性體微孔發(fā)泡板材6溯革、M-PEBA:熱塑性聚酰胺彈性體微孔發(fā)泡板材
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說到一次性容器你是不是認為紙比塑料更環(huán)保呢?這可不一定谷醉,塑料具有重量輕致稀,不易受水和陽光影響的特點,適合制作容器俱尼,但也因為這樣的特點使得塑料不易被大自然分解抖单,容易造成大量垃圾,因此后來出現(xiàn)紙質(zhì)容器遇八,但紙質(zhì)容器也不是沒有缺點矛绘,甚至與傳統(tǒng)塑料相比問題還更大。首先因為紙張?zhí)焐滤杏溃龅剿蜁浕醢瑳]辦法單獨承裝液體,因此市面上常見的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜斯够,所以摸起來感覺滑滑的囚玫。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計就會造成回收的難題,紙加塑料淋膜的設(shè)計當(dāng)被送到回收廠時雳刺,如果沒有特殊技術(shù)是無法將紙與塑料淋膜分離劫灶,不能分離就無法重新回收材料再利用,而被放在自然環(huán)境中也因為是復(fù)合材料很難被分解掖桦,所以紙杯基本上只能焚燒本昏。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說材質(zhì)越單一越容易回收再利用,現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點枪汪,耐熱涌穆,抗腐蝕又安全怔昨,還可以在微波爐內(nèi)加熱,只要經(jīng)過發(fā)泡加工處理宿稀,成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器趁舀,并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出祝沸,吹塑等加工過程中為了減輕產(chǎn)品的重量矮烹,將二氧化碳或氮氣注入到特殊的塑化裝置中,使氣體與原料充分混合罩锐,讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程奉狈,利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有輕量化,緩沖吸震涩惑,吸音仁期,保溫等特點,廣泛應(yīng)用于包裝竭恬,建筑建材等行業(yè)跛蛋。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展已有幾十年的歷史了,在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木痊硕,這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的赊级,從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料。到了80年代美國人研制出了微孔發(fā)泡之后岔绸,人們對這種微孔新型塑料日益感興趣此衅,并逐漸成為市場上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場上普遍使用的發(fā)泡劑可以分為兩種亭螟。一種是物理發(fā)泡劑,這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳骑歹,氮氣预烙,氨氣等氣體,并且這些氣體在氣態(tài)下不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)道媚,而且在氣態(tài)時在塑料中的擴散速度會低于在空氣中的擴散速度扁掸。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑,它是一種當(dāng)受熱后就會釋放如氮氣最域,二氧化碳等的物質(zhì)谴分,釋放氣體的速度能夠,化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨镀脂,碳酸氫鈉等牺蹄。泡工藝泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法,就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中薄翅,再經(jīng)過降壓釋放出氣體沙兰,從而就能在成型的塑料中形成很多小孔氓奈,這種發(fā)泡法由于成本較低,發(fā)泡后對不會留下殘余物鼎天,并且對發(fā)泡塑料性能不會改變舀奶。另一種是化學(xué)發(fā)泡法,這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來使塑料發(fā)泡斋射,是對加入塑料中的化學(xué)發(fā)泡劑進行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡育勺,還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體而進行發(fā)泡。 后一種是機械發(fā)泡罗岖,使用機械攪拌的方法使氣體混入材料中涧至,然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后呀闻,發(fā)泡劑的分子就會在塑料中形成很多微小氣泡(氣泡核)化借,隨著塑料在熔化過程中溫度的升高和壓力增加,氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大捡多,隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開始降低蓖康,氣泡也會停止增長并且慢慢成型,這樣就會在塑料中形成很多或大或小的氣孔垒手。所以不管采用什么發(fā)泡工藝蒜焊,使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過形成氣泡核,氣泡核膨脹科贬,氣泡固化成型這個過程泳梆。發(fā)泡膜包裝袋制造過程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜,也就是我們常說的珍珠棉榜掌,將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點优妙,如防震,防潮憎账,韌性好等套硼,來看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來的。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯胞皱,首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合邪意,通過管道將其吸入到擠出機入料口,同時在擠出機中還要加入發(fā)泡劑反砌。在擠出機中需要加溫讓原料熔化雾鬼,再通過噴淋冷卻降溫以達到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡,然后從機頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜宴树。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開策菜,展平后收成卷,這樣就可以切割后包裝產(chǎn)品了。讓成卷的發(fā)泡膜通過印刷機在上面印上需要的圖案或者文字做入。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀冒晰,后通過機器壓封成包裝袋,這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了竟块。塑料通過發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡壶运,能讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加輕便,還能起到包裝保護的功能浪秘,現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬蒋情,也具有這樣的性能,它就像金屬的氣泡包裝材料耸携。這種復(fù)合氣泡金屬是通過空心金屬周圍熔化鋁材來制造的棵癣,它是一種新型復(fù)合材料并不是普通的金屬,它比合金鋼要輕70%夺衍,能吸收超過普通鋼幾十倍的能量狈谊,具備防輻射,防彈沟沙,防火的能力河劝,在遭遇壓力時其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護的作用,也許將來我們就能用到這種氣泡金屬矛紫。隨著世界資源的減少和對環(huán)境要求的提高赎瞎,怎么提高可持續(xù)性以及提升效率,推動材料和能源消耗的下降,以及材料性能的提升,成本降低月劈,有些可以通過輕量化實現(xiàn),而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來發(fā)展的方向敞临。那些用于包裝,汽車麸澜,建筑和日用消費品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡哟绊,輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展,很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用痰憎,各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來越廣泛
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摘要:采用不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進行熔融接枝改性。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)攀涵,其中凝膠含量約為10%铣耘,且凝膠的交聯(lián)點之間平均相對分子質(zhì)量達到3.0×105。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比以故,具有相近的剪切黏度和熔體流動速率蜗细,但熔體彈性明顯增加,且有應(yīng)變硬化行為,其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍炉媒。因此踪区,微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑吊骤,在不加入成核劑的條件下缎岗,得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃白粉。因此传泊,普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強度,使氣泡核增長時泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過程的發(fā)生鸭巴。通常有4種方法提高聚丙烯的熔體強度:增加聚丙烯的相對分子質(zhì)量眷细,拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端),引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)鹃祖。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能溪椎,但是會引起線型聚丙烯成核速率降低,在制備高泡孔密度的泡沫時恬口,必須加入納米成核劑校读。而Zha和Xing的研究結(jié)果顯示以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑利用交聯(lián)聚烯烴制備發(fā)泡材料時,在沒有使用成核劑的條件下楷兽,均得到了高泡孔密度的泡沫材料地熄。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能,但同時也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升芯杀,引起加工困難端考,并由于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在使得發(fā)泡塑料無法回收再利用,應(yīng)用上受到限制揭厚。近年來一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結(jié)構(gòu)却特,在保持聚烯烴原有的剪切黏度下,提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度筛圆,并改善聚烯烴發(fā)泡性能裂明。本文采用一種自制的不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進行熔融接枝改性,在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)太援,并且對形成的微交聯(lián)進行了表征闽晦,同時測試了改性聚丙烯的流變行為。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對改性聚丙烯的發(fā)泡性能進行了評價提岔。聚丙烯微孔發(fā)泡實驗部分1.1 試劑與儀器線型均聚聚丙烯PP T36F:重均相對分子質(zhì)量(-Mw)=292050仙蛉,相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5,齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700~2500碱蒙,自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%荠瘪,苯乙烯(St):純度99%:上汉幌铮化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%,上海凌峰試劑廠哀墓。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機Haake Rheocord90型:Thermo Scientific公司(德國);ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國);掃描電鏡:型-JSM-6360LV趁餐,日本電子公司(日本)。1.2 實驗過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見Fig.1篮绰。聚丙烯改性按以下步驟進行:稱取PP粒料100.0g后雷、不飽和聚酯2.5g、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g阶牍,混合喷面,加入密煉機中,170℃走孽,轉(zhuǎn)速30r/min的條件下惧辈,熔融反應(yīng)6.0min。然后停止攪拌磕瓷,在氮氣氣氛下170℃熱處理15min盒齿。反應(yīng)過程大致如Fig.2。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后困食,放入5gPP樣品边翁。關(guān)閉高壓釜,充入CO2使釜內(nèi)壓力達到6MPa硕盹。高壓釜在油浴中升溫至170℃符匾,維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa瘩例,保持30min后啊胶,迅速打開閥門泄壓,并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品垛贤。結(jié)果與討論2.1復(fù)數(shù)黏度2種PP樣品的復(fù)數(shù)黏度隨角頻率的變化見Fig.3焰坪。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)并沒有引起改性PP黏度增加。為了比較2種PP剪切黏度的變化聘惦,通過Cross方程對兩曲線進行擬合某饰。從Tab.1中可以看到,交聯(lián)改性并沒有引起改性后聚丙烯零剪切黏度的急劇增加善绎,且熔體指數(shù)略有下降黔漂,這主要是因為微交聯(lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點間的平均相對分子質(zhì)量達到了3.0×105,遠高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)禀酱。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)炬守,使得熔體松弛時間和熔體彈性增加,所以改性后PP的特征松弛時間卻增加為原來的7.4倍比勉。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46,剪切變稀行為有所減弱。2.2儲能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論浩聋,在末端低頻率區(qū)域观蜗,只有長的松弛時間對熔體的低頻末端儲能模量有貢獻,所以儲能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示衣洁,改性后PP的儲能模量為未改性PP的2倍墓捻,儲能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87,改性后PP的熔體彈性明顯增強坊夫。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感砖第。Fig.4(B)顯示,未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升环凿,而改性后PP損耗角正切值在低頻末端區(qū)緩慢變化并趨于平緩梧兼。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小,熔體彈性行為越明顯智听。Winter和Chambon的研究表明羽杰,在臨界凝膠點,損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān)到推,并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)考赛。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系,鄭強等在研究過氧化物交聯(lián)的低密度聚乙烯的體系中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象莉测,并認為是由于測試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生颜骤。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時,由于法向應(yīng)力差的的作用捣卤,呈現(xiàn)彈性行為忍抽。通過比較法向應(yīng)力差,可知聚合物熔體彈性的大小腌零。采用定剪切速率掃描法來測試改性前后PP熔體彈性行為的改變梯找。由Fig.5可以看到,改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高益涧,熔體彈性增強锈锤。2.4 瞬時拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時拉伸應(yīng)變速率0.1s-1時,2種PP的瞬時拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線闲询,圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線久免。由于拉伸應(yīng)變速率較大,純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進入穩(wěn)態(tài)流動區(qū)域前就已經(jīng)斷裂扭弧,且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生阎姥。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為,瞬時拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線鸽捻,大瞬時拉伸黏度是純PP的10倍呼巴,達到5.6×105Pa·s泽腮。交聯(lián)點之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因。2.5 發(fā)泡行為應(yīng)變硬化行為對聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響衣赶。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑诊赊,在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能。工藝條件為溫度170℃府瞄、壓力15MPa碧磅。從Fig.7A中可以看到,純PP發(fā)泡后呈現(xiàn)大部分的未發(fā)泡區(qū)域和一些串孔的泡孔遵馆,基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)鲸郊。說明純PP的熔體強度不夠,無法支持發(fā)泡時氣體擴散引起的膨脹應(yīng)力货邓,在泡孔沒有進入固化和定型階段時秆撮,PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂。Fig.7B中顯示逻恐,改性PP發(fā)泡后像吻,可以看到細密的氣泡孔布滿整個橫截面,泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)复隆。利用圖形分析軟件分析得到的泡孔大小和泡孔密度列在Tab.2拨匆。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右,泡孔密度達到1.1×109cm-3挽拂。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為惭每,不僅增加了PP的熔體強度,同時熔體在承受拉伸應(yīng)力時亏栈,熔體形變變得均勻台腥,使得熔體不容易斷裂,因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善绒北。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時有很高的成核速率黎侈,具體原因尚需更多的研究。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進行了熔融接枝改性闷游,得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯峻汉。這種微交聯(lián)的聚丙烯在顯著增加聚丙烯的熔體彈性以及拉伸黏度的同時,沒有使剪切黏度劇烈增加脐往,使得在改善發(fā)泡性能的同時休吠,保持了聚丙烯的加工性能。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡业簿,在不加入任何成核劑的條件下瘤礁,可以得到發(fā)泡倍率25.6倍,泡孔密度1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料梅尤。
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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP柜思,是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米岩调,泡孔密度大于10的9次方個/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在赡盘,MPP具有優(yōu)異的減震誊辉、緩沖、隔熱和吸聲等性能亡脑,可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具邀跃、箱包霉咨、體育器材等領(lǐng)域,是傳統(tǒng)EVA拍屑、PU途戒、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物僵驰。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP喷斋,在高溫高壓下將二氧化碳氣體導(dǎo)入聚丙烯材料基體,并誘導(dǎo)其成核蒜茴、發(fā)泡星爪,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染粉私,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保顽腾。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián),因此可回收循環(huán)使用诺核。丙烯(PP)本身是無毒材料抄肖,是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械窖杀、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域漓摩。也可應(yīng)用于兒童拼圖、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域入客,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫管毙,EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物痊项,其熔點一般150~170℃锅风。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS鞍泉、PU發(fā)泡材料皱埠,MPP的使用溫度可達120℃,因此MPP特別適合高溫包裝咖驮、高溫保溫等領(lǐng)域边器。MPP集增強训枢、隔熱和降噪為一體,也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域忘巧,如汽車恒界、軌道交通,船舶砚嘴,風(fēng)機葉片等十酣。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫际长、PET結(jié)構(gòu)泡沫等耸采,特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有:(1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下工育,由于泡孔較小虾宇,微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料如绸,更加降低制品重量和體積嘱朽。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材怔接,而片材表面不會穿孔搪泳,可應(yīng)用于微電子器件的包裝。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在扼脐,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板森书,提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流谎势,從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞凛膏。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)脏榆。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用猖毫。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔,MPP具有極佳的表面保護性能须喂,可應(yīng)用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領(lǐng)域吁断。